La cinematica è lo studio del movimento e lo sviluppo di equazioni per descrivere i moti degli oggetti, una parte di una componente più ampia della fisica nota come meccanica classica. Questa scienza guarda specificamente al movimento, non alle cause del movimento o alle interazioni che possono verificarsi durante il movimento. Lo studio delle cause e delle interazioni è noto come dinamica e coinvolge equazioni separate. Gli studenti di fisica spesso iniziano ad apprendere le basi della cinematica e della dinamica insieme, poiché sono strettamente correlate.
In questo campo, i ricercatori esaminano i vari modi in cui gli oggetti si muovono, valutando tratti come accelerazione, spostamento e velocità. Studiano anche ambienti, come aria, acqua o vuoto, in cui può verificarsi movimento. Questa scienza può essere applicata a tutto, dallo studio di come corrono i cavalli all’analisi del movimento delle particelle nello spazio. Il movimento può essere un campo di studio complesso e ci sono una serie di applicazioni reali e teoriche per la ricerca cinematica.
Un sottoinsieme di questa disciplina noto come cinematica inversa esamina come gli oggetti devono muoversi per raggiungere determinati obiettivi. Ci possono essere diverse soluzioni a un problema in quest’area della fisica e un fisico può cercare quelle più efficienti ed eleganti. Questa ricerca è particolarmente utile in campi come la robotica, dove i tecnici vogliono sapere come risolvere vari problemi di movimento e i robot stessi possono essere programmati per utilizzare equazioni cinematiche per prendere decisioni indipendenti sul movimento.
Oltre a descrivere i movimenti dei singoli oggetti fino alle particelle più piccole, la cinematica studia anche i sistemi. I sistemi collegati hanno schemi di movimento molto diversi rispetto ai singoli oggetti e possono diventare estremamente complessi. Ad esempio, gli animali hanno una serie di articolazioni che influenzano tutti i loro movimenti. In campi come l’animazione, essere in grado di rappresentare accuratamente il movimento è fondamentale per creare realismo e movimento dinamico e le equazioni cinematiche sono alla base dell’animazione al computer per film, televisione e altre attività.
I testi di fisica producono una serie di equazioni che possono essere applicate a vari problemi e gli studenti le apprendono anche in classe quando raggiungono la fase di studio della meccanica classica. Alcune di queste equazioni sono molto antiche e implicano ricerche condotte nei primissimi studi di fisica. I ricercatori nel campo della meccanica classica utilizzano queste equazioni e ne sviluppano di nuove man mano che apprendono di più sulla fisica del movimento. La loro ricerca può essere trovata in riviste di fisica e altre pubblicazioni che riportano argomenti emergenti in fisica.